Despite its importance, the angular momentum of a condensed matter system is one of the least measured quantities. Many theories suggest that superfluid ${}^3He-A$ carries a macroscopic angular momentum originating from its order parameter structure, but the measurement is still absent. Furthermore, the prediction of its value varies from theory to theory, and this disagreement is called the angular momentum paradox. To resolve the paradox, we developed a prototype gyroscope that operates at low temperatures. We also estimated the ultimate sensitivity limit of the gyroscope in terms of minimum measurable angular momentum based on amplitude modulation and frequency modulation methods. Frequency modulation has an advantage over amplitude modulation based on our gyroscope.
응집물질 물리계에서 각운동량은 그 중요성에 비해서 많이 실측되지 않은 물리량이다. 특히, 초유체 헬륨-3의 경우 많은 이론이 오더 파라미터로부터 생겨난 거시적 각운동량의 존재를 예측하지만, 현재까지 측정된 바가 없다. 심지어 이론 사이에서도 각운동량의 값을 두고 견해차가 커서 이를 두고 ‘각운동량 모순’이라고 불린다. 이 모순을 해결하기 위해 우리는 저온에서 동작하는 자이로스코프를 개발했다. 또한 이 자이로스코프를 진폭 변조와 주파수 변조 방식으로 구동했을 때의 궁극적 민감도를 ‘측정할 수 있는 최소 각운동량’ 으로 추산했다. 우리가 개발한 자이로스코프는 진폭 변조보다 주파수 변조 방식으로 구동했을 때 더 이득이 있다는 것을 밝혀냈다.
